大功率三相PWM整流器的研究与实现.pdf

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1、第47卷第8期电力电子技术Vo1．47，No．82013年8月PowerElectronicsAugust2013大功率三相PWM整流器的研究与实现成兰仙．权运良(1．海华电子企业(中国)有限公司，广东广州510656；2．华南理工大学，电力学院，广东广州510640)摘要：建立了同步旋转坐标系下三相电压型脉宽调制(PWM)整流器数学模型，提出一种基于电压外环滑模变结构控制(SMVSC)和电流内环前馈解耦比例积分(PI)控制的策略，并结合硬件空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法，运用数字信号处理器(DSP)数字化实现了大功率样机，其性能稳定，运行可靠。该样

2、机证明了提出的控制策略可行，并实现了输入电流正弦化、功率因数高、谐波含量小和母线电压稳定等性能。关键词：整流器；功率因数：空间矢量脉宽调制中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)08—0035—03ResearchandImplementofHigh·-powerThree·-phasePWMRectifierCHENGLan—xian．QUANYun—liang(1．HaihuaElectronicsEnterprise(China)Corporation，Guangzhou510656，China)Abstract

3、：Amathematicalmodelofthree—phasevoltagesourcepulsewidtIlmodulation(PWM)rectifieriSestablishedintherotatingflrame．Asliding—modevariablestructurecontml(SMVSC)algorithmfortheout-voltage-loopandanovelcurrentfeedforwarddecoupledproportionalintegral(PI)controlalgorithmforthecurent—loop

4、areproposed．Thearith-meticoutputiseducedbyusingthehardwarecombingspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)．Theprototypeex—perimentalresultsshowthattheoutputvoltageiscontrolledstablyandasatisfiedpowerfactorcorectionresultisgot．Keywords：rectifier；powerfactor；spacevectorpulsewidthmodul

5、ation1引言a，b，C)为三相电网电压，，R为三相输入滤波电感和等效电阻，V却为上桥臂器件，V为下桥臂器随着电力电子技术的发展。对电力电子装置件，为直流侧负载，C为直流电容。的要求越来越高。传统二极管整流会造成网侧输入电流畸变，产生很大的谐波，对电网的污染比较1，0严重。为解决该问题，越来越多的学者研究并提出0一：=In。IRLPWM整流技术，它具有体积小、重量轻、功率因数高、输入电流谐波含量小和输出电压可调．动态响N应速度快等优点图1三相电压型PWM整流器原理图根据SMVSC原理【lj．设计了基于SMVSC的电Fig．1Three-phasevol

6、tage-typePWMrectifierschematicdiagram压外环控制。与常规PI控制的电流内环组成的双定义开关函数：当V如导通，Vh关断时，．sl；闭环控制器。由于空间矢量控制能提高整流器的当V幻关断，V导通时，=O。根据基尔霍夫电压电压利用率和动态响应性能．因此电流控制策略定理，以电感电流和电容电压为变量，状态方程为：采用SVPWM控制，并在实际编写DSP控制程序fdi／dt=-Ri一(UkN"I"UNO)+e⋯时，运用五段式硬件SVPWM，简化了程序。大功率lCdUJdt=Sai+Sgb+Sj一L、样机的性能测试证明控制策略可行。并实

7、现了输在实际应用中三相平衡电路有：R=Rb=Rc=R，入电流正弦化、功率因数高、谐波含量小和母线电厶===，由开关函数可知整流器网侧电压与压稳定等性能。直流侧电压的关系为UkN=Sk。根据三相电网电2三相PWM整流器的数学建模压电流平衡对称对式(1)第1式计算可得：一(Sb+S)，3，再将Io=／RL代入可得：图1为三相PWM整流器原理图。其中，ek(=Ldi／dt=-Ri一(2S-Sb-So)UeJ3+e定稿日期：2013—06—30dib／dt=-Rib-(-Sa+2Sb-Sc)UJ3+eb(2)一一作者简介：成兰仙(1981一)，女，浙江义乌人，硕

8、士，工程Ldi。。／dt=-Ri。。一(一Sa-Sb+2Sc)U~／3+e。、。